化學(xué)電源市賽

第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第二節(jié)化學(xué)電源干電池蓄電池鋰離子電池燃料電池堿性電池用于“神六”的太陽(yáng)能電池筆記本電腦專(zhuān)用電池手機(jī)專(zhuān)用電池?cái)z像機(jī)專(zhuān)用電池各式各樣的紐扣電池小型高性能燃料電池化學(xué)電池一次電池二次電池燃料電池氫氣、甲醇、天然氣、煤氣與氧氣組成燃料電池鉛蓄電池鋅銀蓄電池鎳鎘電池鋰離子電池普通干電池堿性鋅錳電池鋅銀紐扣電池電池中的反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行一次氧化還原反應(yīng)并放電之后，就不能再次利用。又稱(chēng)充電電池或蓄電池。放電后經(jīng)充電可使電池中的活性物質(zhì)獲得重生，恢復(fù)工作能力，可多次重復(fù)使用。是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的化學(xué)電源，又稱(chēng)連續(xù)電池。閱讀課文P74頁(yè)并回答問(wèn)題：1、化學(xué)電池與其它能源相比有哪些優(yōu)點(diǎn)？2、判斷電池的優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)主要是什么？3、目前化學(xué)電池主要分哪幾大類(lèi)？能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠，可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的電池和電池組，使用方便，易于維護(hù)，并可在各種環(huán)境下工作單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少，即比能量的大??；輸出功率的大小即比功率的大小以及電池的存儲(chǔ)時(shí)間的長(zhǎng)短。除特殊情況外，質(zhì)量輕、體積小而輸出電能多、功率大、儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)的電池，其質(zhì)量好。堿性鋅錳電池構(gòu)造示意圖堿性電池

-n│OH│MnO2負(fù)極n：n2OH--2e-=nOH2正極MnO2：2MnO22H2O2e-=2MnOOH（氫氧化氧錳）2OH-電池總反應(yīng)：n2MnO22H2O=2MnOOHnOH2優(yōu)缺點(diǎn)簡(jiǎn)析：只能一次使用，不能充電；價(jià)格較貴；比能量和儲(chǔ)存時(shí)間有所提高，適用于大電流和連續(xù)放電。一、一次電池——練習(xí)1、堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。鋅-錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，總反應(yīng)式為：ns＋2MnO2s＋H2Ol＝nOH2s＋Mn2O3s下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A電池工作時(shí)，鋅失去電子B電池正極電極反應(yīng)式為：2MnO2s＋H2Ol＋2e＝Mn2O3s＋2OHaqC電池工作時(shí)，電子由正極通過(guò)外電路流向負(fù)極D外電路中每通過(guò)02mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小65gC一、一次電池——鋅銀電池紐扣電池-n│OH│Ag2O負(fù)極n：n2OH--2e-=nOH2正極Ag2O：Ag2OH2O2e-=2Ag2OH-電池總反應(yīng)：nAg2OH2O=nOH22Ag二、二次電池——鉛蓄電池-Pb│H2SO4│PbO2負(fù)極Pb：Pb-2e-SO42-=PbSO4正極PbO2：PbO22e-4HSO42-=PbSO42H2O電池總反應(yīng)：PbPbO22H2SO4=2PbSO42H2O

放電原理充電原理①放電過(guò)程負(fù)極：氧化反應(yīng)PbsSO42-aq-2e-=PbSO4s正極：還原反應(yīng)PbO2s4HaqSO42-aq2e-=2PbSO4s2H2Ol放電過(guò)程總反應(yīng)：PbsPbO2s2H2SO4aq=2PbSO4s2H2Ol②充電過(guò)程陰極接電源負(fù)極：還原反應(yīng)PbSO4s2e-=PbsSO42-aq陽(yáng)極接電源正極：氧化反應(yīng)2PbSO4s2H2Ol-2e-=PbO2s4HaqSO42-aq充電過(guò)程總反應(yīng)：2PbSO4s2H2Ol=PbsPbO2s2H2SO4aq缺點(diǎn)：比能量低、笨重、廢棄電池污染環(huán)境優(yōu)點(diǎn)：可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價(jià)格低廉其它二次電池：鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子蓄電池……鉛蓄電池的充放電過(guò)程：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)充電放電鉛蓄電池的優(yōu)缺點(diǎn)簡(jiǎn)析：鋰電池鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負(fù)極，跟用相同質(zhì)量的其他金屬作負(fù)極相比較，使用壽命大大延長(zhǎng)。使用鋰電源的手機(jī)與手提電腦

練習(xí)2有一種鋰電池，它是用金屬鋰和石墨作電極材料，電解質(zhì)溶液是由四氯化鋁鋰LiAlCl4溶解在亞硫酰氯SOCl2中形成的，電池總反應(yīng)方程式為：8Li3SOCl2==6LiClLi2SO32S。這種電池的容量大，電壓穩(wěn)定，---的大范圍溫差內(nèi)正常工作,下列有關(guān)敘述中，正確的是（）A．金屬鋰做電池的正極，石墨做電池的負(fù)極B．電池工作過(guò)程中，亞硫酰氯SOCl2被還原為L(zhǎng)i2SO3C．電解質(zhì)溶液中混入水，對(duì)電池反應(yīng)無(wú)影響D．電池工作過(guò)程中，金屬鋰提供的電子與正極區(qū)析出硫的物質(zhì)的量之比為4:1D練習(xí)3市場(chǎng)上經(jīng)常見(jiàn)到的標(biāo)記為L(zhǎng)i-ion的電池稱(chēng)為“鋰離子電池”。它的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料碳作為金屬鋰的載體，電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li＋的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應(yīng)式為：Li＋22下列說(shuō)法不正確的是A．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Li－e－===Li＋B．該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)C．充電時(shí)，2既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)D．放電過(guò)程中Li＋向負(fù)極移動(dòng)D三、燃料電池——?dú)溲跞剂想姵?Pt│H2│H│O2│Pt負(fù)極Pt：2H2-4e-=4H正極Pt：O24H4e-=2H2O電池總反應(yīng)：2H2O2=2H2O-Pt│H2│OH-│O2│Pt負(fù)極Pt：2H2-4e-4OH-=4H2O正極Pt：O22H2O4e-=4OH-電池總反應(yīng)：2H2O2=2H2O工作原理APt(-)Pt(+)氫氧燃料電池工作原理負(fù)極室正極室隔膜電解質(zhì)溶液APt(-)Pt(+)e-e-CH4O2負(fù)極室陽(yáng)極室隔膜H2SO4溶液甲烷氧氣燃料電池工作原理以H2SO4溶液為電解質(zhì)：負(fù)極反應(yīng)式：

正極反應(yīng)式：

總反應(yīng)式： CH4–8e－２H2O==CO2８H＋O2４H＋4e－===２H2OCH42O2===CO２２H2O負(fù)極:CH410OH--8e-=CO32-7H2O正極:2O24H2O8e-=8OH-總反應(yīng):CH42O22OH=2CO33H2O以O(shè)H溶液為電解質(zhì)：書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1．電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng)，遵循書(shū)寫(xiě)離子反應(yīng)的所有規(guī)則（如“拆”、“平”）；2．將兩極反應(yīng)的電子得失數(shù)配平后，相加得到總反應(yīng)，總反應(yīng)減去一極反應(yīng)即得到另一極反應(yīng)；3．負(fù)極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子所得還原產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(guān)如＋4價(jià)的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在堿性溶液中以CO32-形式存在；4．溶液中不存在O2-：在酸性溶液中它與H＋結(jié)合成H2O、在堿性或中性溶液中它與水結(jié)合成OH-。①氧化劑與還原劑在工作時(shí)不斷補(bǔ)充；②反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出；③能量轉(zhuǎn)化率高超過(guò)80%，普通的只有30%，有利于節(jié)約能源。缺點(diǎn)：體積較大、附屬設(shè)備較多優(yōu)點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)換率高、清潔、對(duì)環(huán)境好其它燃料電池：烴、肼、甲醇、氨、煤氣燃料電池……燃料電池的規(guī)律燃料電池與前幾種電池的差別：①燃料做負(fù)極，助燃劑氧氣為正